长江流域磷可持续利用研究课件.pptx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《长江流域磷可持续利用研究课件.pptx》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 长江流域 可持续 利用 研究 课件
- 资源描述:
-
1、长江长江流域氮磷可流域氮磷可持续利用研究持续利用研究u长江流域农业生产与氮磷的重要性长江流域农业生产与氮磷的重要性u长江流域磷平衡与演变规律长江流域磷平衡与演变规律u在长江流域水水、水旱、旱旱轮作体系中在长江流域水水、水旱、旱旱轮作体系中的氮磷循环特征的氮磷循环特征u未来的工作方向与目标未来的工作方向与目标长江流域是我国人口密集区和集约化农业区长江流域是我国人口密集区和集约化农业区 这这12个省份长江流域面积占长江流域总面积的个省份长江流域面积占长江流域总面积的91%总面积总面积占全国总面积的占全国总面积的41%(390万万平方千米)平方千米)耕地面积占全国的耕地面积占全国的30%(3395万
2、万公顷,公顷,2012年)年)总人口占全国总人口总人口占全国总人口的的40%(5.38亿亿人,人,2014年)年)19501960197019801990200020100501001502002500.00.51.01.52.02.53.0Grain production(Mt)P consumptionN consumptionGrain productionFertilizer consumption(5 Mt N,Mt P)0.00.20.40.60.81.035404550Grain production(Mt)Proportion of production inYangtze R
3、iver to ChinaProportion of productionin Yangtze River to China(%)长江流域的粮食总产在2014年时达到2.24亿吨亿吨,占当年世界粮食(谷物)总产量的7.2%、中国的36.2%,是肯尼亚粮食总产的46.5倍倍、英国的8.2倍倍、澳大利亚的5.3倍倍、非洲全部国家总和的1.1倍倍,达到欧盟粮食总产的60%,美国粮食总产的46%。长江流域粮食产量、氮磷肥消费量的变化长江流域中可溶性磷与氮含量增加长江流域中可溶性磷与氮含量增加与化学磷肥投入有显著的正相关关系与化学磷肥投入有显著的正相关关系(Haygarth and Shen et al
4、.,2014 ETS)(Mueller et al.,2012.GBC)1.1.如何定量评价长江流域农业生产中氮磷输入输出如何定量评价长江流域农业生产中氮磷输入输出平衡、去向及主控因素?(系统)平衡、去向及主控因素?(系统)2.2.如何评估长江流域不同种植体系氮磷素利用效率如何评估长江流域不同种植体系氮磷素利用效率 及其优化潜力?(田块)及其优化潜力?(田块)3.3.如何评估不同种植体系氮磷素去向及其水体和大如何评估不同种植体系氮磷素去向及其水体和大气环境效应?(环境)气环境效应?(环境)关键科学问题关键科学问题The phosphorus cyclenutrients、water、root、
5、soil biotaarchitecture 提高氮磷的效率是提高氮磷的效率是“绿色增长绿色增长”的根本的根本Optimize nutrient input and maximize internal efficiencyFertilizerLossu长江流域农业生产与氮磷的重要性u长江流域氮磷平衡与演变规律长江流域氮磷平衡与演变规律u在长江流域水水、水旱、旱旱轮作体系中的氮磷循环特征u未来的工作方向与目标 长江流域中可溶性磷含量增加与化学磷肥投入有显著的正相关关系Component P fluxes used in calculating the net annual P inputs fo
6、r the three river basins(Maumee R.USA,Thames R.UK,Yangtze R.China)Pnet=Pin-PoutBasin-level net annual P input(Pnet,mass per year)asPin=Pfert,in+Psewage,in+PprecipPout=Pfood/feed,out+PriverP fluxes used in three catchmentsu Gross P input decrease and gross P output increase in Maumee Riveru Since the
7、 late 1990s,gross P input and output have converged towards a common value between 15 and 20 kt yr-1u Gross P input to Thames Basin greatly exceeded output until the 1990shttp:/www.eurekalert.org/pub_releases/2016-04/asu-flt041116.phpLong-term accumulation of P in three river basins The net annual P
8、 input in Thames and Maumee decrease from 1950s and 1980s,shifted to modest depletion around 2000s.Yangtze Basin net annual P input of 940 kg km-2 yr-1 in 2010 approaches the maximum historical rate of P accumulation in Maumee Basin(1300 kg km-2 yr-1 in 1981)and exceeds the maximum historical rate o
9、f Thames Basin(820 kg km-2 yr-1 in 1950)Accumulation-depletion framework for understanding landscape P dynamics over the long-term(decades to centuries)(Modify from Haygrath and Shen et al.,2014)体系磷输出量的峰值具有“延后性”长江流域的磷平衡类型处于积累阶段,而泰晤士河流域已进入消耗阶段 高磷输出或者是较长时间的磷损失,导致磷环境风险加剧,长江流域未来存在巨大的磷损失风险 提高区域内磷的循环再利用,挖
10、掘土壤磷自身利用潜力,是避免磷环境风险的重要途径水旱水旱轮作是长江轮作是长江流域重要的流域重要的种植种植体系,其对区域的产量贡献与磷资源体系,其对区域的产量贡献与磷资源利用的影响如何?利用的影响如何?u长江流域农业生产与氮磷的重要性u长江流域磷平衡与演变规律u在长江流域水水、水旱、旱旱轮作体系中在长江流域水水、水旱、旱旱轮作体系中的氮磷循环特征的氮磷循环特征u未来的工作方向与目标江津江津试验站试验站50m27m32m36m55m50m旱地旱地水旱轮作水旱轮作冬水田冬水田H 283.99 mH 285.70 m重庆市重庆市江津区江津区永兴镇永兴镇黄庄村黄庄村E 1061122N 290351不同
11、不同种植体系与磷供应强度种植体系与磷供应强度对对磷平衡及土壤磷平衡及土壤剖面中磷时空剖面中磷时空分布的影响分布的影响不同种植体系与磷供应强度田间试验概况不同种植体系与磷供应强度田间试验概况水水水水(冬水田冬水田-水稻水稻)、水旱、水旱(小麦小麦-水稻水稻)、旱旱旱旱(小麦小麦-玉米玉米)三种轮作三种轮作体系体系揭示长江揭示长江流域不同轮作体系中的氮磷平衡与损失途径流域不同轮作体系中的氮磷平衡与损失途径从而实行农业生产与环境效应的可持续利用从而实行农业生产与环境效应的可持续利用15N示踪氮肥残留率氮肥损失率对氮利用损失比例对比氮肥吸收率不同轮作体系的土壤磷平衡与空间位移体系磷平衡土壤磷含量土壤干
12、湿交替为主的水旱轮作体系中的磷变化规律生物量土壤磷空间位移三种不同氮磷供应水平(三种不同氮磷供应水平(Control/Opt./High)不同轮作体系的氮平衡与损失途径体系氮平衡通气密闭法氨挥发不同轮作体系的氮平衡与损失途径生物量静态箱法N2O损失Opt.Opt.-N-NHighHighOpt.Opt.-P-P-N-NHighHigh-P-PHighHighOpt.Opt.-N-N-P-PWheat growth of Rice-Wheat rotation plot 田间采样田间采样方法方法通气密闭法采集氨挥发干湿沉降仪+Delta系统采集氮沉降原位渗漏盘法测定土壤氮磷淋洗静态箱法测定N2O
13、排放(Tang et al.,2009;Luo et al.,2013;胡克林,2011)轮作体系轮作体系处理处理体系总产量体系总产量(t/ha)体系总生物量体系总生物量(t/ha)收获指数收获指数MWN05.11.1c15.04.4c0.350.06c Ncon7.60.7b20.03.4b 0.380.07bc Nopt7.30.9b19.04.5b 0.410.07bcRWN08.01.0b 17.91.7bc0.450.06b Ncon9.91.8a23.81.7a 0.420.08bc Nopt 9.02.2ab 20.94.3ab0.440.09bRFN05.70.9c10.71.
14、0d0.530.05a Ncon7.70.7b14.51.9c0.530.03a Nopt7.40.7b 13.41.6cd0.550.03a施肥和轮作对不同体系生产力的影响施肥和轮作对不同体系生产力的影响 (江津江津)不同体系的Ncon和Nopt的作物年产量相比均没有显著差异,N0产量均显著低于施氮处理,Nopt收获指数最高;RW(稻麦)体系总产量显著高于MW(玉米-小麦)体系。况福虹博士论文(2016)不同种植体系氮肥的去向不同种植体系氮肥的去向(1515N N示踪法示踪法)处理处理地上部吸收地上部吸收非肥料非肥料氮氮(kg hakg ha-1-1)非非肥料肥料氮比例氮比例(%)地上部地上
15、部吸收吸收1515N N(kg hakg ha-1-1)地地上部上部1515N N利用率利用率 (%)%)1515N N土壤及土壤及地下部残留地下部残留(kg hakg ha-1-1)1515N N残残留留比例比例(%(%)1515N N损失量损失量(kg hakg ha-1-1)1515N N损失损失比例比例(%)MW-Nopt21023a69.691.59.4c37.278.710.3c32.075.818cd30.8MW-Ncon2109.9a60.014016.2a34.5123.09.6a30.414222b35.2RW-Nopt18110.1b63.51044.9b42.368.8
16、5.2cd28.073.28.8cd29.8RW-Ncon17212.1b56.51334.0a32.892.45.1b22.81808.3a39.2RF-Nopt1087.7c66.554.34.7d36.257.24.9e38.138.59.4d25.7RF-Ncon1097.5c65.357.73.5d25.765.66.0de29.11027.9c45.2所有种植体系,Ncon对15N地上部吸收、土壤及地下部(根系)残留及损失均显著高于Nopt地上部吸收的氮平均有36.4%来自于化肥氮,15N利用率以 Nopt Ncon,说明优化施氮可以降低氮肥用量、提高利用率轮作轮作处理处理肥料肥料
17、氮氮氮氮沉沉降降土壤土壤矿化矿化种子种子秧苗秧苗N总总收入收入作物作物吸收吸收NH3挥发挥发N2O排放排放渗漏渗漏损失损失Nr总总损失损失N总总支出支出N素素平衡平衡MWN00 38.7853.1126.8121.41.73.26.711.6133.0-6.2 Nopt24638.7853.1372.8304.03.27.716.427.3331.341.5 Ncon40538.7853.1531.8352.24.412.825.042.2394.4137.4RWN0 038.7852.8116.5115.01.11.13.75.9120.9-4.4 Nopt24638.7852.8362.5
18、287.34.41.911.918.2305.557.0 Ncon40538.7852.8521.5308.76.33.38.418.0326.7194.8RFN0 038.7850.2123.959.40.90.50.01.460.863.1 Nopt15038.7850.2273.9165.83.30.80.34.4170.2103.7 Ncon22538.7850.2348.9171.35.11.30.77.1178.4170.5不同轮作体系氮素输入、输出平衡不同轮作体系氮素输入、输出平衡(kg N ha-1)N N素损失素损失未包括反硝化中的未包括反硝化中的N N2 2和和NONOx
19、x损失损失,地表径流,地表径流、壤中流、侧渗等,壤中流、侧渗等,因此本表中的氮素平衡实际反映了其他损失途径之和;因此本表中的氮素平衡实际反映了其他损失途径之和;不施不施化肥,化肥,MWMW和和RWRW均呈现均呈现轻微轻微氮氮亏损的情况亏损的情况,即使,即使环境氮输入水平较高环境氮输入水平较高,持续种植而持续种植而不不施化肥施化肥氮会氮会使系统氮亏使系统氮亏缺缺加剧;加剧;相比相比NconNcon,NoptNopt处理作物吸氮量变化不大,氮素损失和平衡均大幅度下降,处理作物吸氮量变化不大,氮素损失和平衡均大幅度下降,表明各种植体系表明各种植体系NconNcon水平太高,均存在优化空间。水平太高,
20、均存在优化空间。MWRWRF :施肥时期 :晒田时期不同种植体系N2O 排放动态(江津,2012-14)宿敏敏博士论文(2016)MWRWRF :施肥时期 :晒田时期不同种植体系CH4 排放动态(江津,2012-14)宿敏敏博士论文(2016)0246aaababbbaaaab-POpt.High-POpt.High-POpt.High024681012Wheat-MaizeWheat-RiceaaaaaaaaaFallow-Rice-POpt.High-POpt.High-POpt.HighWheat-MaizeWheat-RiceabaabbbabaFallow-Rice2013(A)20
21、14(B)2013(C)2014(D)单产 Yield(t hm-2)种植体系 Cropping systems不同磷处理下三中种植体系作物不同磷处理下三中种植体系作物产量产量 供磷可以显著提高小麦(2013)与玉米(2014)的产量,但对水稻无明显效果 水稻的单产显著高于小麦与玉米 在三种体系当中,水旱轮作具有最大的生产力小麦水稻或玉米轮作体系轮作体系处理处理肥料肥料投入投入磷磷沉降沉降种子种子秧苗秧苗P总输入总输入作物作物吸收吸收渗漏渗漏损失损失P总总输出输出P平衡平衡小麦小麦-玉米玉米P000.50.81.330.0 0.330.3-29.0 Popt.104.80.50.8106.15
展开阅读全文